[發明專利]一種高強高韌阻燃再生塑料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010594191.4
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111688148B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 沈佳斌;何露;郭少云
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B29C48/18
• 分類號: B29C48/18;B29B9/06;C08L23/12;C08L23/08;C08K3/34;C08K7/14;C08L27/06;C08L9/02;C08L75/04;C08L51/04;C08L53/02;C08K3/04;C08L55/02;B29L9/00
• 代理公司: 成都中弘信知識產權代理有限公司 51309
• 代理人: 張芳

本發明公開了一種高強高韌阻燃再生塑料及其制備方法，包括由廢舊塑料與橡膠熔融共混造粒制得的增韌層樹脂原料，和由無機粒子與阻燃劑復配的功能添加劑與廢舊塑料熔融共混造粒制得的增強層樹脂原料，經共擠出制備得到增韌層與增強層交替排布的多層狀再生塑料，所述增強層具有高強度和阻燃性，所述增韌層具有韌性和抗沖擊性，所述多層狀再生塑料的層數和層厚比可調可控。本發明將組分配方設計與層狀仿生結構設計相結合，最大限度發揮各組分性能優勢，實現廢舊塑料的高性能化再生利用。

技術領域

本發明涉及塑料回收再生技術領域，尤其涉及一種高強度、高韌性、阻燃塑料及其制備方法。

背景技術

隨著高分子材料在各行各業中廣泛應用，因而大量廢舊塑料也隨之產生，造成極大的環境問題，因而再資源化利用的需求十分迫切。對于大多數廢舊塑料，由于填料助劑的存在，以及二次加工過程分子鏈的降解導致其綜合性能很難滿足消費者對制品美觀性、功能性、安全性等方面的要求，因而很少直接利用，大都需要進行必要的改性。與其它聚合物的合金化或與填料的復合化是目前廢舊塑料再資源化利用的主要途徑，但往往難以兼顧多種性能的平衡。例如，將無機粒子分散在廢舊聚丙烯(PP)中，能提高其剛性和耐熱性能，但分子鏈的運動會受到限制，進而表現為韌性下降；將橡膠分散在廢舊PP中將顯著提高后者的沖擊強度和斷裂伸長率，然而剛性和耐熱性會隨之降低。因此，如何充分發揮各組分的性能優勢，實現廢舊塑料的高效、高性能化改性至關重要。

201810264293.2公開了一種高強度高韌性聚丙烯再生顆粒的制備方法。該方法通過彈性體對經過活化處理的剛性粒子進行包覆，形成核-殼結構的粒子來對廢舊聚丙烯材料進行增強增韌。其工藝較為繁瑣，改性成本高，且“核-殼”結構的構筑具有不確定性，可能會在熔融加工中被破壞。

Li等人[Polymer，2017，124：41-47.]則公開了一種反應性熔融共混改性方法，使廢舊ABS(rABS)與鄰苯二甲酸二酐(PMDA)進行原位擴鏈反應，實現了rABS強度和韌性的同步提升。當添加0.9wt％PMDA時，PMDA/rABS的缺口沖擊強度和拉伸強度比rABS提升了140％和36％。雖然這種技術改性效果顯著，但熱塑加工過程的擴鏈反應可控性低，制品性能批次穩定性難以控制。

目前，大多數廢舊塑料的高性能化改性都是通過多種功能改性組分的熔融共混來實現。然而，共混物的相形態往往受限于各組分的粘度比、組分比、以及相容性等，因此通過共混來制備高強高韌阻燃再生塑料需要考慮和平衡多重因素，給材料的設計、加工等都將帶來諸多限制，最終性能也往往顧此失彼，難以滿足應用需求。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有問題而提出的一種實現廢舊塑料強度、韌性和阻燃性能同步提升的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

本發明包括以下步驟：

A.將廢舊塑料與橡膠進行熔融共混后造粒得到增韌層樹脂原料，將無機粒子與阻燃劑在氣流混合系統中充分混合后，再與廢舊塑料熔融共混造粒得到增強層樹脂原料；

B.將所述增強層樹脂原料和所述增韌層樹脂原料分別投入擠出機中熔融共擠出；

C.兩組擠出機中的熔體過濾濾除大粒徑粒子后流入匯流器中形成增強層和增韌層的疊合結構，進入層倍增器中進行切割和層疊，經過牽引和冷卻，制備出增韌層與增強層交替排布的多層狀再生塑料。

進一步地，所述廢舊塑料是指經過一次熱塑成型加工使用后經回收、清潔、破碎、得到的塑料原料,且所述廢舊塑料中固含量所占的質量分數小于25％，所述固含量是指廢舊塑料在熱塑加工中無法熔融的金屬、無機物或高熔點有機物。